2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.2. Các phương pháp nghiên cứu
2.2.2.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu trầm tích
* Phương pháp phân tích độ hạt: phương pháp này sử dụng bộ rây và pipet (đối với trầm tích bở rời) để tính hàm lượng % các cấp hạt (sạn, cát, bột, sét..) từ đó xây dựng các biểu đồ tích luỹ độ hạt, biểu đồ phân bố độ hạt, tính toán các tham số Md, So, Sk để xác định chế độ thuỷ động lực của môi trường.
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là phân trầm tích thành các cấp hạt khác nhau bằng bộ rây tiêu chuẩn với cấp hạt lớn hơn 0,063mm (Thông thường sử dụng bộ rây tiêu chuẩn 2 hay 1010) và dùng pipet (bộ hút robinsơn) đối với cấp hạt nhỏ hơn 0,063mm. Toàn bộ kết quả phân tích được xử lý đồng bộ theo phương pháp đồ thị Trask (hình 2.1).
Hình 2. 1. Đường cong tích lũy độ hạt Các thông số So, Sk được tính theo công thức:
So =
75 25
d d
Sk = 2
50 75 25.
d d d
Đường cong phân bố độ hạt thường tuân theo luật phân bố chuẩn hoặc chuẩn logarit chúng có thể thay đổi từ 1 đỉnh (môi trường thủy động lực đơn giản, đồng nhất) đến 2 hoặc 3 đỉnh (môi trường thủy động lực phức tạp và hay thay đổi).
- Md (kích thước trung bình): được tính trên biểu đồ đường cong tích lũy tại giá trị độ hạt ở hàm lượng tích lũy 50%. Giá trị Md phản ánh quãng đường di chuyển vật liệu, năng lượng sóng và tốc độ dòng chảy, khoảng cách so với nguồn cung cấp.
- So (hệ số chọn lọc): phản ánh năng lượng thủy động lực, tính đồng nhất và tính ổn định của môi trường thủy động lực tạo nên các thực thể trầm tích. Với giá trị So trong khoảng lớn hơn 1 đến 1,58: trầm tích có độ chọn lọc tốt, chứng tỏ môi trường có chế độ thủy động lực mạnh và khá đồng nhất trong suốt quá trình trầm tích. Nếu So = 1,59 - 2,12: trầm tích có độ chọn lọc trung bình, chứng tỏ môi trường thủy động lực khá mạnh nhưng tính ổn định kém hơn. Nếu So > 2,12: trầm tích có độ chọn lọc kém, chứng tỏ môi trường bị xáo trộn (khi mạnh, khi yên tĩnh).
- Sk (hệ số đối xứng): đặc trưng cho tính đối xứng của đường cong phân bố. Nếu Sk > 1 thì trầm tích hạt lớn chiếm ưu thế; Sk < 1 thì trầm tích hạt nhỏ chiếm ưu thế.
* Phương pháp xác định hình thái hạt vụn:
- Độ mài tròn (RO): Độ mài tròn thể hiện độ sắc cạnh và tròn cạnh do quá trình di chuyển của hạt vụn. Các kết quả xác định độ mài tròn được sử dụng trong luận văn này áp dụng phương pháp Wadell, 1935.
RO =
nR r r
r1 2 ... n
= nR r
n
i
i
1
Trong đó, r1, r2,….rn là bán kính các vòng tròn lồi của rìa hạt R: bán kính vòng tròn nội tiếp lớn nhất, n: số phép đo
- Độ cầu (Sf): Độ cầu biểu thị tính chất kết tinh của khoáng vật nguyên thủy, nói cách khác là biểu thị nguồn gốc của mỗi loại hạt vụn. Độ cầu tính theo công thức: Sf=A/B. Trong đó, A là trục ngắn, B là trục dài của hạt vụn.
* Phương pháp phân tích thành phần trầm tích vụn dưới kính hiển vi phân cực: bằng việc phân tích lát mỏng thạch học bở rời dưới kính hiển vi phân cực sẽ giúp xác định: loại, hàm lượng các khoáng vật và các đặc điểm của chúng như: kích thước; biến đổi thứ sinh, tính chất; hình dáng,…
Phân tích lát mỏng thạch học bở rời xác định được:
- Kích thước vật liệu trầm tích
- Hình dáng : Xác định hệ số mài tròn (Ro), hệ số cầu (Sf)
- Thành phần khoáng vật vụn: Hàm lượng (%): thạch anh, plagioclase, fenspat kali, mảnh đá,…
- Hạt vụn laterit: Hàm lượng (%)
- Vật liệu vỏ sinh vật (hàm lượng, loại vỏ sinh vật, mức độ bảo tồn…)
* Phương pháp phân tích xác định hàm lượng khoáng vật sét bằng phân tích Rơnghen và Nhiệt vi sai: cho phép xác định hàm lượng % của từng khoáng vật sét có trong mẫu hoặc mức độ ưu thế của các loại khoáng vật phục vụ xác định tính chất của môi trường trầm tích.
* Phương pháp phân loại trầm tích
Phân loại kiểu trầm tích theo biểu đồ phân loại của Folk, 1954 (hình 2.2).
1-Bùn 2-Bùn cát 3-Bùn lẫn sạn 4-Bùn cát lẫn sạn 5-Bùn sạn
6-Cát 7-Cát bùn
8-Cát bùn lẫn sạn 9-Cát lẫn sạn 10-Cát sạn
11-Cát bùn sạn 12-Sạn bùn 13-Sạn cát bùn 14-Sạn cát 15-Sạn sỏi
1a-Sét 1b-Bột 2a-Sét cát 2b-Bột cát 7a-Cát sét 7b-Cát bột Hình 2. 2. Biểu đồ phân loại trầm tích của Folk, 1954
Tỷ lệ bột : sét Tỷ lệ cát : bùn
(phi tỷ lệ) 9:1 1:1
1:9
1:2 2:1
SÐt Bét
Cát
1a 1 1b
2a 2 2b
7
7a 7b
6
sạn
bùn cát
Hàm lượng % sạn
(phi tỷ lệ)
Tỷ lệ cát : bùn (phi tỷ lệ) 1
5 30
80
1:9 1:1 9:1
(bột và sét)
1 2 7 6
5
9 11
12 13
10 15
14
8
3 4
b. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu địa hóa môi trường
* Phân tích hàm lượng cacbonat: để biết một số thành phần quan trọng: SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, CaO, Na2O, K2O, MgO.
Phân tích hoá môi trường có thể phân biệt các kiểu môi trường trầm tích, dựa trên các chỉ tiêu sau: độ pH, Eh, Fe+2S/Corg, Kt (Bảng 2.1), cụ thể như sau:
* Độ pH: Các loại trầm tích tầng mặt khác nhau có giá trị pH khác nhau và dao động trong khoảng 2 - 13, tương ứng với các kiểu môi trường như sau:
+ pH > 7: môi trường biển.
+ pH ≈ 7 : môi trường chuyển tiếp (sông biển).
+ pH < 7: môi trường lục địa.
* Thế oxy hóa - khử Eh: thường dao động trong khoảng - 0,41 ÷ 0,78 V Dựa vào Eh, A.I. Perenman chia môi trường tự nhiên ra: Môi trường oxy hoá có Eh > 0,15 - 0,3 (0,4) V, giàu O2 tự do và các chất gây oxy hoá khác. Môi trường khử không có H2S với Eh < 0,4 đôi khi Eh > 0, thường nghèo O2 tự do nhưng giàu tàn tích hữu cơ, khí mêtan, cũng như các ion hoá trị thấp như Fe+2, Mn+2. Môi trường khử có H2S với Eh < 0 đôi khi >0, không có O2 tự do, giầu sunfat và H2S.
* Kt (hệ số cation trao đổi)
Phục vụ nghiên cứu đặc điểm địa hoá của môi trường trầm tích ở thời điểm thành tạo cần sử dụng hệ số Kt (Grim 1974, 1979).
Kt =
Trong đó:
+ Kt > 1: trầm tích được tạo thành trong môi trường biển (môi trường khử yếu).
+ 0,5 < Kt < 1: trầm tích được tạo thành trong môi trường chuyển tiếp.
+ Kt < 0,5: trầm tích được tạo thành trong môi trường lục địa.
2
2 Mg
Ca Na K
* Fe+2S/Corg (tỷ số sắt hai trong pyrit trên hàm lượng carbon hữu cơ): có giá trị tương tự như giá trị của Kt, cho phép phân biệt ba nhóm môi trường: lục địa, chuyển tiếp và biển. Theo đó, được chia theo các khoảng giá trị tương ứng như sau:
+ Fe+2S/Corg < 0,06: trầm tích thành tạo trong môi trường lục địa.
+ 0,06 < Fe+2S/Corg < 0,2: trầm tích thành tạo trong môi trường chuyển tiếp.
+ Fe+2S/Corg > 0,2 : trầm tích thành tạo trong môi trường biển .
Bảng 2. 1. Chỉ tiêu địa hóa đặc trưng cho các môi trường trầm tích khác nhau
Loại phân tích Môi trường
Lục địa Chuyển tiếp Biển
Fe+2S/Corg < 0,06 0,06 - 0,2 > 0,2
Kt < 0,5 0,5 - 1 > 1
pH < 7 7 > 7